JP7072486B2 - 近接センサ用パッケージ、近接センサ装置および電子モジュール - Google Patents

Description

本発明は、発光素子および受光素子が搭載される一対の凹部を有する近接センサ装置等に用いられる近接センサ用パッケージ、近接センサ装置および電子モジュールに関するものである。

従来、携帯電話、スマートフォン等の携帯端末において、ユーザーの顔と携帯端末の距離を検知するために、近接センサ装置等の光センサ装置が用いられている。光センサ装置として、例えば、赤外線発光素子等の発光素子および赤外線受光素子等の受光素子が矩形状の基板に搭載されたものが用いられる。このような光センサ装置は、発光素子等が搭載される発光素子用の凹部と、受光素子等が搭載される受光素子用の凹部の２つの凹部が互いに隣接して位置した基板上に、これらの素子が搭載されて構成されている。

そして、発光素子用の凹部に搭載された発光素子から、配線基板の上方に赤外線等の光が照射され、さらにその照射された光の一部が、ユーザーの顔等の物体（被検知物）で反射され、受光素子用の凹部に搭載された受光素子で検知されることにより、物体と携帯端末の距離を検知することが可能となる。この受光の有無および強弱によって、物体が光センサ装置の近くに位置するか否かが検知される。

特表2013－519995号公報

しかしながら、近年、携帯電話、スマートフォン等の携帯端末の小型化が進んでおり、このような近接センサ装置のさらなる小型化が求められてきている。例えば、現在使用されているスマートフォンに搭載される近接センサ装置は、発光素子用の凹部と受光素子用の凹部とが並んで配置されるように、配線基板の主面に２つの凹部が位置している。

これは、赤外線発光素子等が搭載される発光素子用の凹部と、赤外線受光素子等が搭載される受光素子用の凹部の２つの凹部が互いに隣接して位置した配線基板上に、これらの素子が搭載されて光センサ装置が構成されているためである。つまり、発光素子から照射された赤外線等の光が直接受光素子で検知されてしまい、誤作動するのを防止するためであり、発光素子用の凹部と受光素子用の凹部の２つの凹部との間に所定の壁幅を持つ壁部を位置させる必要があった。壁部の壁幅が薄くなるとセラミック部材でも壁部を光が透過して、発光素子から照射される光が直接受光素子で検知される可能性がある。

本発明の１つの態様の近接センサ用パッケージは、主面を有しており、該主面に位置しかつ発光素子が第１搭載部に搭載される第１凹部、および前記主面に位置しかつ受光素子が第２搭載部に搭載される第２凹部を有した平面視で矩形状の配線基板を含み、前記第１凹部が前記配線基板の対角上の一方の角部の近傍に位置しており、平面視で前記第２搭載部が方形状であり、前記第１凹部が前記第２搭載部の角部側に位置するように、前記第２凹部が前記配線基板の対角上の他方の角部の近傍に位置しており、平面視において、前記第１凹部と前記第２凹部との間の壁部が前記第２凹部側に向かって膨らんだ曲部を有している。

また、本発明の１つの態様の近接センサ用パッケージは、平面視において、前記第２搭載部と前記曲部との間隔が漸次大きくなっている領域を有する。

また、本発明の１つの態様の近接センサ用パッケージは、主面を有しており、該主面に位置しかつ発光素子が第１搭載部に搭載される第１凹部、および前記主面に位置しかつ受光素子が第２搭載部に搭載される第２凹部を有した配線基板を含み、平面視で前記第２搭載部が方形状であり、前記第１凹部が前記第２搭載部の角部側に位置しており、平面視において、前記第１凹部と前記第２凹部との間の壁部が前記第２凹部側に向かって膨らんだ曲部を有し、平面視において、前記第２凹部が、外側に突出する補助凹部を有しており、該補助凹部の突出する方向の仮想延長領域と前記第１凹部が重ならず、前記補助凹部の突出する方向に垂直に交わる方向における側面透視において、前記補助凹部と前記第１凹部が重なっている。

本発明の１つの態様の近接センサ装置は、上記記載のいずれかに記載の近接センサ用パッケージと、前記第１凹部に搭載された発光素子と、前記第２凹部に搭載された受光素子とを有している。

本発明の１つの態様の電子モジュールは、接続導体を有するモジュール用基板と、複数の外部接続導体が前記接続導体に接続された請求項６に記載の近接センサ装置とを有している。

本発明の１つの態様の近接センサ用パッケージによれば、主面を有しており、主面に位置し、発光素子が第１搭載部に搭載される第１凹部、および受光素子が第２搭載部に搭載される第２凹部が位置した配線基板を含み、平面視で第２搭載部が方形状であり、第１凹部が第２搭載部の角部側に位置していることから、配線基板を小型化しながらも発光素子と受光素子との間隔を大きくできる。つまり、配線基板の一方の角部の近傍に発光素子を搭載する第１凹部を位置させておき、さらに第１凹部が第２搭載部の角部側に位置するように、一方の角部の対角上の他方の角部の近傍に受光素子を搭載する第２凹部を位置させることにより、小型化されて限られた大きさの配線基板に有効に発光素子と受光素子を配置することができる。よって、近接センサ装置200を小型化でき、信頼性に優れた配線基
板を提供できる。

本発明の１つの態様の近接センサ装置によれば、配線基板を小型化しながらも発光素子と受光素子との間隔を大きくでき、物体を検知する際の誤作動が抑制された装置を実現できる。

本発明の１つの態様の電子モジュールによれば、スマートフォン等の携帯端末の小型化が可能であり、物体を検知する際の誤作動が抑制されたモジュールを実現できる。

（ａ）は、本発明の実施形態の近接センサ用パッケージ、近接センサ装置を示す平面図、（ｂ）はモジュール用基板を含むＸ－Ｘ線における断面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態の近接センサ用パッケージ、近接センサ装置を示す平面図、（ｂ）はモジュール用基板を含むＹ－Ｙ線における断面図である。 本発明の実施形態の近接センサ用パッケージ、近接センサ装置の他の実施例を示す、図１（ｂ）に対応する断面図である。 本発明の実施形態の近接センサ用パッケージ、近接センサ装置の他の実施例を示す、図２（ｂ）に対応する断面図である。 本発明の実施形態の近接センサ用パッケージが搭載されたスマートフォンを示す、平面透視図である。

本発明の近接センサ用パッケージ、近接センサ装置および電子モジュールについて、添付の図面を参照しつつ説明する。

近接センサ用パッケージは、図１（ａ）で示したように、平面視で矩形状の配線基板10
0を含んでいる。配線基板100の主面102には、発光素子106が搭載される第１凹部104、お
よび受光素子107が搭載される第２凹部105が位置している。また、第２搭載部105ａは方
形状であり、第１凹部104が第２搭載部105ａの角部側に位置しており、第１凹部104と第
２凹部105との間に曲部111を含む壁部110を有している。さらに、第２凹部105が、外側に突出する補助凹部112を有している。

また、主面102に位置した第１凹部104の底部には発光素子107が接続される配線導体(図示せず)が位置しており、さらに第２凹部105の底部には受光素子107が接続される配線導
体(図示せず)が位置している。これらの配線導体が、配線基板100の主面102と反対側の面103に位置した複数の外部接続導体114に接続されている。

このように、絶縁基板101、図示しない配線導体を含む配線基板100の主面102側に、発
光素子106が搭載された第１凹部104、および受光素子107が搭載された第２凹部105の２つの凹部が位置することにより、本発明の近接センサ用パッケージ、および近接センサ装置200が構成されている。

ここで、発光素子106から照射される光は、例えば赤外線、電磁波または超音波等の物
理的エネルギーであり、受光素子107は、これらの物理的エネルギーを検知する検知用の
素子を含んでおり、発光素子106と受光素子107とが対になって用いられる。図１（ｂ）で示したように、配線基板100の第１凹部104に発光素子106が搭載され、また第２凹部105に受光素子107が搭載される。近接センサ装置200において、第１凹部104に搭載された発光
素子106の発光部（図示せず）から、例えば赤外線が外部に向けて照射される。近接セン
サ装置200の外部、つまり赤外線が照射され、対向する方向の近くに物体（ユーザーの顔
等）が存在している場合、赤外線が物体で反射され、第２凹部105に位置する受光素子107の受光部（図示せず）で検知される。これとは反対に物体が存在していない場合、照射された赤外線は反射されず検知されないため、物体が存在していないと判定される。

なお、発光素子106に用いられるセンサ用素子としては、ガリウム－ヒ素（Ｇａ－Ａｓ
）発光ダイオード（赤外線）、超音波発振子（超音波）およびマイクロ波発振子（電磁波）等があげられる。また、受光素子107に用いられるセンサ用素子としては、フォトダイ
オード（赤外線）、超音波発振子（超音波）およびマイクロ波検波素子（電磁波）等があげられる。なお、以下の説明においては、発光素子106および受光素子107が赤外線発光素子、またはその検知が可能な赤外線受光素子である場合を例に挙げて説明する。一対のセンサ用素子である発光素子106および受光素子107は、ガリウム－ヒ素等の半導体材料からなる四角形板状等の素子本体と、素子本体の上面に位置しており、光電変換による発光または受光が行われる機能部分とを有している。配線導体を介して発光素子106に供給され
る電流が発光素子で光電変換されて赤外線が照射される。物体で反射された赤外線が受光素子107で受光され、電気信号に変換される。電気信号は配線導体を介して、例えば検知
回路、ディスプレイ表示用回路等の外部電気回路（図示せず）に送信される。

配線基板100は、発光素子106、および受光素子107をそれぞれ２つの凹部に搭載するた
めの容器となる部分であり、また受光素子107を外部電気回路に電気的に接続する配線導
体を位置させるための基体となる部分でもある。よって、配線基板100には発光用および
受光用の一対のセンサ用素子を搭載するための一対の凹部となる第１凹部104、および第
２凹部105が位置している。また、発光素子106は、例えば低融点ろう材またはボンディングワイヤ等により第１凹部104の内部に露出した配線導体に接続される。さらに、受光部
が位置した受光素子107は、例えばガラス、低融点ろう材または導電性接合材等の接合材
を介して、第２凹部105の底部に位置した配線導体に接続される。

配線基板100は、基体となる部分が例えば酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であ
れば、酸化アルミニウムおよび酸化ケイ素等の原料粉末に適当な有機バインダ、および有機溶剤とともに混練して作製されたセラミックスラリーをシート状に成形して複数のセラミックグリーンシートを作製し、これらのセラミックグリーンシートを積層した後に還元雰囲気中にて約1600℃の温度で焼成することによって製作することができる。

配線基板100は、複数の配線基板領域が配列された母基板として形成されてもよい。そ
して、配線導体がタングステン、モリブデン等からなる場合であれば、露出する配線導体にニッケル、金等のめっき層が被着されたのち、母基板を分割することにより、図１～図５で示すような近接センサ用パッケージを構成する配線基板100が製作される。

配線基板100の主面102に位置した第１凹部104、第２凹部105は、例えばつぎのようにして形成することができる。配線基板100の主面102となるセラミックグリーンシートの一部に、打ち抜き加工等の方法で、例えば第１凹部104となる矩形状の孔、および第２凹部105となる異形状（図１（ａ）に示したもの）の孔を形成して、２つの孔が形成されたセラミックグリーンシートを作製する。なお、孔はこれらの形状に限定されず、円状、楕円状、または角部が面取りされた長方形状であってもよい。主面102を含むセラミックグリーン
シートの上に、主面102を含む２つの孔が位置したセラミックグリーンシートを積層して
密着させることにより、このような２つの凹部が位置した近接センサ用パッケージを構成する配線基板100を製作することができる。なお、主面102を含む２つの凹部が位置したセラミックグリーンシートを複数層で構成してもよく、この場合、凹部の大きさを変化させることにより、例えば図１（ｂ）に示すように、第１凹部104の壁部110に段差部113を位
置させることができる。段差部113上には、例えば発光素子106がボンディングワイヤ115
で接続される配線導体108が位置している。

本発明の１つの態様の近接センサ用パッケージは、主面102を有しており、主面102に位置し、発光素子106が第１搭載部104ａに搭載される第１凹部104、および受光素子107が第２搭載部105ａに搭載される第２凹部105が位置した配線基板100を含み、平面視で第２搭
載部105ａが方形状であり、第１凹部104が第２搭載部105ａの角部側に位置しており、平
面視において、第１凹部104と第２凹部105との間の壁部110が曲部111を有している。

このような構造により、配線基板100を小型化しながらも発光素子106と受光素子107と
の間隔を大きくできる。つまり、配線基板100の一方の角部の近傍に発光素子106を搭載する第１凹部104を位置させておき、さらに第１凹部104が第２搭載部105ａの角部側に位置
するように、一方の角部の対角上の他方の角部の近傍に受光素子107を搭載する第２凹部105を位置させることにより、小型化されて限られた大きさの配線基板100に有効に発光素
子106と受光素子107を配置することができる。よって、近接センサ装置200を小型化でき
、信頼性に優れた配線基板100を提供できる。

なお、第１凹部104に搭載される発光素子106をスマートフォン400の中央側（赤外線が
照射される物体に近い側）に位置させておき、さらに第２凹部105に搭載される受光素子107をスマートフォン400の外周側に位置するように近接センサ装置200を配置しておけば、より多くの赤外線を物体に照射でき、物体から反射された赤外線を効率よく受光素子107
で検知できる。

配線基板100を構成するセラミック部材であっても、壁部110の幅が薄くなると壁部110
を赤外線が透過して発光素子106から照射される赤外線が直接受光素子で検知される可能
性があった。しかし、平面視における第１凹部104と第２凹部105を隔てる壁部110の一部
に曲部111が位置しており、これにより発光素子106からの赤外線が壁部110を透過し難い
構造となる。つまり、発光素子106に位置した発光部から赤外線が第１凹部104の壁部110
に照射されても、その赤外線は曲部111によって壁部110の幅が変化し難い構造であるため
、発光素子106から受光素子107に向かうどの方向においても、赤外線を壁部110で遮蔽す
ることができる。これは、発光素子から受光素子に向かって照射される赤外線に対する壁部110の遮蔽効果がどの方向においても変化し難いということであり、受光素子107に位置した受光部の位置が制限され難い。

配線基板100に含まれる絶縁基板101は、例えば酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム焼結体，ムライト質焼結体またはガラス－セラミック焼結体等のセラミック材料から成る。そして、赤外線等の波が透過し難い壁部110とするには、セラミック焼結体とし
ての粒径が小さく、着色剤として高融点金属を含み、焼結助剤が少ないものが適している。絶縁基板101として酸化アルミニウム質焼結体を用いる場合、焼結助剤としてＳｉＯ_２
、ＭｇＯ、ＣａＯなどを含み、着色剤としてＷ、Ｍｏ、Ｃｒなどを含むものが望ましい。絶縁基板101を構成するアルミナ粒径が小さく、焼結助剤が少なく、赤外線等が壁部110を透過し難い絶縁基板101となる。

絶縁基板101は、例えば全体の外形が平面視で一辺の長さが1.6～4ｍｍ程度の長方形状
であり、厚みが0.5～2ｍｍ程度の板状であり、その上面に凹型の第１凹部104、第２凹部105が位置している。

絶縁基板101は、基部および枠部（第１凹部104、および第２凹部105となる孔が位置し
たもの）が酸化アルミニウム質焼結体からなる場合であれば、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム等の原料粉末に適当な有機バインダ，溶剤，可塑剤等を添加混合して泥漿状にするとともに、これを例えばドクターブレード法、ロールカレンダー法等のシート成形法によりシート状となすことにより複数枚のセラミックグリーンシートを得て、次に一部のセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工を施して枠状に成形するとともに、凹部となる孔を成形していない平板状のセラミックグリーンシートの上面に、それぞれ凹部となる孔が成形されたセラミックグリーンシートが位置するように上下に積層し、その積層体を高温で焼成することにより製作できる。

曲部111は、例えば図１（ａ）で示したように、第１凹部104の角部を形成する外縁の基準となる中心点を基準として、第２凹部105側の一部に突出して位置している。これによ
り、第１凹部104の内壁から第２凹部105の内壁までの壁部110の幅を一定とすることがで
き、発光素子から受光素子に向かうどの方向においても、壁部110による赤外線の遮蔽効
果が変化することが抑制される。なお、あらかじめ絶縁基板101の厚みが異なる試料によ
り、使用される赤外線等の光の強度に対する絶縁基板101の透過特性について測定してお
けば、そのデータを基にして発光素子から照射される赤外線が直接受光素子で検知されることによる近接センサの誤作動を抑制した壁部110の幅を設定できる。そして、スマート
フォン400等の携帯端末のケースに位置する近接センサ装置用の孔401の大きさが、配線基板100（近接センサ用パッケージ）の大きさにあわせて適切に設定される。

なお、赤外線の第１凹部104の内壁における遮蔽性および照射時の安定性を高めるため
に、第１凹部104の内壁をメタライズ層（図示せず）で覆った構造としてもよい。これに
より、発光素子106から照射された赤外線は第１凹部104の内壁に位置したメタライズ層で反射されるため、赤外線に対する壁部110の遮蔽性、および物体への赤外線の照射が安定
性する。そして、第１凹部104の内壁に位置したメタライズ層にニッケル、金等のめっき
層を被着させれば、赤外線に対する壁部110の遮蔽性がさらに向上し、物体への赤外線の
照射がさらに安定性する。

また、スマートフォン400等の携帯端末のケースに位置する近接センサ装置用の孔401は、外部からのごみの侵入を防止するために、液晶画面を覆うガラス、樹脂等の透過膜で一体的に塞がれていてもよい。

本発明の１つの態様の近接センサ用パッケージは、平面視において、第２搭載部105ａ
と曲部111との間隔が漸次大きくなっている。このような構造により、配線基板100を小型化しながらも発光素子106と受光素子107との間隔を大きくでき、発光素子106から照射さ
れた赤外線が物体から反射し、受光素子107に戻ってきた際に、第２搭載部105ａと曲部111との間隔が漸次大きくなっている領域により、第２凹部105の内壁の影響を受け難くなり、近接センサとしての感度を高められる。つまり、発光素子106から照射された赤外線が
物体から反射し、その赤外線の一部が第１凹部104と第２凹部105を隔てる壁部110に含ま
れる曲部111に遮蔽されてしまうが、図１（ａ）、（ｂ）で示したように、第２搭載部105ａと曲部111との間隔が漸次大きくなっている領域により、第２搭載部105ａと曲部111と
の間に隙間が位置するため、発光素子106から照射され、物体から反射して戻ってくる赤
外線が壁部110に含まれる曲部111の影響を受け難い構造となり、物体から反射した赤外線を受光素子107に導き易くなる。よって、物体から反射され戻ってきた赤外線を効率よく
受光素子107で検知することができ、近接センサとしての感度を高められる近接センサ用
パッケージを提供できる。

本発明の１つの態様の近接センサ用パッケージは、平面視において、第２凹部105が、
外側に突出する補助凹部112を有しており、補助凹部112の突出する方向の仮想延長領域112ａと第１凹部104が重ならず、補助凹部112の突出する方向に垂直に交わる方向における
側面透視において、補助凹部112と第１凹部104が重なっている。このような構造により、発光素子106から照射された赤外線が物体から反射し、受光素子107に戻ってきた際に、補助凹部112により第２凹部105の内壁の影響をさらに効果的に受け難くなり、近接センサとしての感度を高められる。つまり、発光素子106から照射された赤外線が物体から反射し
、その赤外線の一部が第１凹部104と第２凹部105を隔てる壁部110に遮蔽されてしまうが
、補助凹部112により壁部110と受光素子107との間に隙間が位置していることから、図２
（ａ）、（ｂ）に示したように、壁部110の影響を受け難い構造となり、発光素子106から照射され、物体から反射した赤外線を受光素子107に導き易くなる。

また、発光素子106の上方に赤外線を集光するレンズを位置させてもよい。発光素子106から照射された赤外線の角度が狭くなり、赤外線が物体側に向かって強度が強い状態で照射されることから、スマートフォン400を構成するパネルの窓部等において赤外線が反射
されること（クロストーク）が低減される。

また、赤外線は物体から反射されて受光素子107に届くまでに拡散するため、受光素子107の上方にも反射した赤外線を集光するレンズを位置させてもよい。このとき、受光素子107の上方に配置されるレンズ、および補助凹部112により受光素子107の受光部に効率よ
く赤外線が集光されるように、例えば第１凹部104および補助凹部112を跨いで広範囲にレンズを配置すればよい。このように受光素子107の上方に配置されたレンズは、レンズに
入射する赤外線を受光素子107の受光部に向けて集光させる効果があり、このようなレン
ズ付きの近接センサ装置200では、配線基板100のさらなる小型化が進み、より小型の出力が弱い発光素子106から照射される赤外線を受光素子107で検知する場合に有効である。

なお、補助凹部112の位置する場所が重要である。図１（ａ）、図２（ａ）に示したよ
うに、平面視において、補助凹部112の突出する方向の仮想延長領域112ａと第１凹部104
が重なっておらず、かつ側面透視において、補助凹部112と第１凹部104が重なっている構造となっている。つまり、補助凹部112は発光素子106が搭載される第１凹部104と第２凹
部105とを隔てる壁部110の幅が部分的に小さくなることが無いように、かつ絶縁基板101
の外周に沿って第２凹部105から延長されて位置している。このような構造により、物体
から反射した赤外線が補助凹部112から入り易くなる。

さらに、補助凹部112は第２凹部105の一部が第１凹部104側に延長するように位置する
ものの、第１凹部104と第２凹部105との間には曲部111を含む壁部110が位置し、そして補助凹部112は第１凹部104を避けた位置に延在するように位置している。よって、発光素子106に位置した発光部から赤外線が第１凹部104の壁部110に照射されても、その赤外線は
曲部111を含む壁部110によって遮蔽されるため、第２凹部105側、および補助凹部112側に赤外線が透過することが抑制される。

また、補助凹部112は第２凹部105に受光素子107を搭載する際に、受光素子107の搭載が容易である。つまり、受光素子107を吸着したマウンターの吸着ヘッドが補助凹部112側から第２凹部105の中央側に移動するようにすれば、吸着ヘッドで移動される受光素子107が配線基板100に接触して搭載不良となることを抑制できる。さらに、第２凹部105の底部に位置した配線導体（図示せず）の認識性を向上するための照明を補助凹部112側から照射
することにより、第２凹部105の内壁の近傍に照明の影ができることが抑制される。よっ
て、第２凹部105の底部に位置した配線導体を照明により明確に確認できるため、第２凹
部105の所定位置に位置精度よく受光素子107を搭載することができる。受光素子107は、
発光素子106と比較して実装用の電極が多く位置しており、このように配線基板100の小型化が進み、第２凹部105の面積が小さくなるような場合には、受光素子107等の電子部品を位置精度よく第２凹部105内に搭載するために、補助凹部112側から照明を照射することにより、第２凹部105の底部に位置した配線導体を明確に確認することは有効である。

本発明の１つの態様の近接センサ用パッケージは、平面視において、第２搭載部105ａ
と補助凹部112の壁部110とが同じ間隔Ｗとなる部分を有している。このような構造により、発光素子106から照射された赤外線が物体から反射し、受光素子107に戻ってきた際に、第２搭載部105ａと補助凹部112の壁部110とが同じ間隔Ｗとなる部分により、発光素子106から照射され、物体から反射して戻ってきた赤外線を受光素子107により効果的に導き易
い。

つまり、物体から反射して戻ってきた赤外線を補助凹部112の突出する方向、いわゆる
第２搭載部105ａと補助凹部112の壁部110とが同じ間隔Ｗとなる部分から、より効果的に
導き易くなることから、スマートフォン400等の携帯端末が物体に近づいたかどうかを検
知する感度を高められる。

なお、第２搭載部105ａと補助凹部112の壁部110とが同じ間隔Ｗとなる部分により、Ｆ
図１（ａ）、図２（ａ）で示したように部分的に壁幅110の幅が狭くならない。よって、
赤外線を壁部110で遮蔽することができ、発光素子106から照射される赤外線が直接受光素子107で検知されることによる近接センサの誤作動を抑制できる。さらに、物体から反射
して戻ってきた赤外線を、第２搭載部105ａと補助凹部112の壁部110とが同じ間隔Ｗとな
る部分が確保されることで、第２搭載部105ａと補助凹部112の壁部110とが同じ間隔Ｗと
なる部分が受光を補助する導光路として作用するため、受光素子107に効果的に赤外線を
導くことができる。

また、配線基板100を小型化しながらも収納空間の無駄を少なくして、発光素子106と受光素子107をそれぞれ第１凹部104、および第２凹部105に搭載できる。つまり、過剰な壁
幅を位置させていない壁部110により、赤外線が透過して発光素子106から照射される赤外線が直接受光素子107で検知される可能性を低減しながら、第２凹部105の内側に張り出す壁部110の幅を最小限とすることができ、大きさが限られた配線基板100において、第２凹部105に収納空間の無駄を少なくして受光素子107を搭載できる。よって、小型化に適した近接センサ用パッケージを提供できる。

本発明の１つの態様の近接センサ用パッケージは、第１凹部104の壁部110に段差部113
が位置し、段差部113に位置し、発光素子106が接続される配線導体108を有しており、平
面視において、段差部113は第２凹部105と相対する側に位置している。このような構造により、発光素子106から照射された赤外線が第１凹部104の内壁で効果的に遮られ、第２凹部105に搭載された受光素子107に漏れ難い。

つまり、段差部113が第２凹部105と相対する側に位置していることから、平面視における第１凹部104と発光素子106との間隔を小さくできるため、発光素子106から照射された
赤外線が壁部110で遮蔽され、物体を介さない赤外線が、受光素子107が搭載される第２凹部105側に照射され難い。

平面視における第１凹部104と発光素子106との間隔が大きい場合、発光素子106から照
射される赤外線の角度が鉛直方向から傾いた方向にも照射され易くなり、スマートフォン400を構成するパネルの窓部において反射され、本来検知すべき物体からの赤外線の強さ
より、パネル窓部からの反射する赤外線が強くなる場合に、パネルを物体と誤認してしまう可能性があった。

しかし、このように段差部113が第２凹部105に対向する側を除く位置に位置することにより、発光素子106から物体に照射される赤外線の角度がより鉛直方向に近くなり、近接
センサ装置用の孔401の中央寄りを赤外線が通過して赤外線が物体側に向かって強度が強
い状態で照射され易くなることから、スマートフォン400を構成するパネルの窓部におい
て反射されることが低減される。よって、発光素子106から照射された赤外線が直接受光
素子107で検知されることによる近接センサの誤作動を抑制できる。

なお、段差部113は第２凹部105に対向する側を除く側に位置することにより、発光素子106の電極と段差部113に位置した配線導体108とを接続するボンディングワイヤ115が受光素子107側の赤外線の強さを弱めることが抑制される。よって、赤外線が照射される際に
弱まり難い状態で物体に照射されるため、近接センサ装置200としての感度を高められる
。

このような近接センサに用いられる発光素子106がガリウム－ヒ素（Ｇａ－Ａｓ）発光
ダイオード（赤外線）であれば、照射される赤外線の波長は例えば950ｎｍ程度であり、
物体から反射して戻ってきた赤外線を受光素子107で電流に変換し、電流をあらかじめ設
定した閾値と比較することにより、スマートフォン400等の携帯端末が物体に近づいたか
どうかを検知することができる。なお、近接センサ装置が搭載された携帯端末と物体との検知距離は、例えば受光素子107の出力電流に対する検知閾値を調整することで設定され
る。

本発明の１つの態様の近接センサ装置200は、上記に記載の近接センサ用パッケージと
、第１凹部104に搭載された発光素子106と、第２凹部105に搭載された受光素子107とを有している。このような構造により、配線基板100を小型化しながらも発光素子106と受光素子107との間隔を大きくでき、物体を検知する際の誤作動が抑制された装置を実現できる
。

つまり、第１凹部104と第２凹部105をそれぞれ配線基板100の角部に偏らせて、配線基
板100を小型化しながらも発光素子106と受光素子107との間隔を大きくできる。具体的に
は、配線基板100の一方の角部の近傍に発光素子106を搭載する第１凹部104を位置させて
おき、さらに他方の角部の近傍に受光素子107を搭載する第２凹部105を位置させることにより、小型化されて限られた大きさの配線基板100に有効に発光素子106と受光素子107が
配置された近接センサ装置200を製作できる。

このような近接センサ装置200を用いることにより、物体を検知し、スマートフォン400等の携帯端末の液晶画面の点灯、消灯を自動調整するものであり、バッテリーの消耗を抑制し、携帯端末の使用時間を延長させることができる。

また、配線基板100に位置した第２凹部105の一部が第１凹部104側に延長する補助凹部112を備えているため、発光素子106から照射された赤外線が物体から反射し、受光素子107に戻ってきた際に、補助凹部112により第２凹部105の内壁の影響を受け難くなり、近接センサとしての感度が高められた近接センサ装置200を実現できる。

つまり、発光素子106から照射された赤外線が物体から反射し、その赤外線の一部が第
１凹部104と第２凹部105を隔てる壁部110に遮蔽されてしまうが、補助凹部112により壁部110と受光素子107との間に隙間が位置していることから、壁部110の影響を受け難い構造
となり発光素子106から照射され、物体から反射した赤外線を受光素子107に導き易くなる。

ここで、図１（ｂ）、図２（ｂ）では近接センサ装置200に搭載される発光素子106と受光素子107との搭載位置を同一面として示したが、図３に示したように近接センサ装置200に搭載される受光素子107の受光部が発光素子106の発光部よりも低い位置になるように搭載位置を設定することにより、発光素子106から照射される赤外線が直接受光素子107に検知されることによる近接センサ装置200の誤作動を抑制できる。このとき、発光素子106から照射された赤外線が物体から反射し、受光素子107に戻ってきた際に、第２凹部105の内壁の影響を受け易くなることが懸念されるが、図４に示すように、補助凹部112により第
２凹部105の内壁の影響を受け難くなり、近接センサとしての感度が高められた近接セン
サ装置200を実現できる。つまり、発光素子106から照射された赤外線が物体から反射し、その赤外線の一部が第１凹部104と第２凹部105を隔てる壁部110に遮蔽されてしまうが、
補助凹部112により壁部110と受光素子107との間に隙間が位置していることから、壁部110の影響を受け難い構造となり、発光素子106から照射され物体から反射した赤外線を受光
素子107に導き易い近接センサ装置200を実現できる。なお、近接センサ装置200に搭載さ
れる受光素子107の受光部は、発光素子106が搭載される第１搭載部104ａより低い位置と
してもよく、発光素子106から照射される赤外線が直接受光素子107に検知されることによる近接センサ装置200の誤作動を効果的に抑制できる。

なお、近接センサ装置200には照度センサ（図示せず）を内蔵していてもよい。照度セ
ンサは、例えば受光素子107が搭載される第２凹部105、または補助凹部112に受光素子107と一緒に照度センサ素子を配置すればよい。このように照度センサを内蔵することにより、通話中に物体（被検出物としての人の肌）が液晶画面に触れることによる誤作動を抑制し、通話中の液晶画面の自動消灯ができ、周囲の明るさに応じた液晶画面のバックライトの輝度コントロールが可能となり、さらなる省電力化を実現できる。

本発明の１つの態様の電子モジュール300は、接続導体301を有するモジュール用基板302と、複数の外部接続導体114が接続導体301に接続された上記記載の近接センサ装置200とを有している。このような構造により、スマートフォン400等の携帯端末の小型化が可能
であり、物体を検知する際の誤作動が抑制されたモジュールを実現できる。

つまり、配線基板100を小型化しながらも発光素子106と受光素子107との間隔を大きく
でき、物体を検知する際の誤作動が抑制された近接センサ装置200が搭載されており、ス
マートフォン400等の携帯端末のケースに位置する近接センサ装置用の孔401の大きさを、近接センサ装置200の大きさにあわせて小さくできる。よって、近接センサ装置が比較的
大きかった従来であれば、近接センサ装置用の孔401を長孔状、または２つの孔として位
置させなけなければならなかったが、このように近接センサ装置200を小型化したことに
より、図５に示したように１つの孔を位置させることで物体を検知できる。

また、スマートフォン400等の携帯端末のケースに位置する近接センサ装置用の孔401を小径化できるため、ケースの窓部の幅を小さくでき、携帯端末の液晶画面をより大きなものに置換できる。

なお、本発明の近接センサ用パッケージ（配線基板100）、近接センサ装置200および電子モジュール300は、以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を
逸脱しない範囲で種々の変更を加えても何ら差し支えない。上記実施形態の例において、第１凹部104を矩形状、第２凹部105を図１（ａ）のような異型状としたが、円形、楕円形、その他の形状で形成してもよい。また、受光素子107の上側の周囲に受光すべき以外の
光を遮蔽する樹脂等からなるカバーを位置させてもよい。

また、近接センサ装置200を構成する配線基板100、およびモジュール用基板302の平面
視における形状は矩形状に限定されず、正方形状、八角状、円状、楕円状等として構成してもよい。

また、本発明の近接センサ用パッケージ（配線基板100）、近接センサ装置200および電子モジュール300は、その用途を近接センサ装置として説明したが、発光素子106および受光素子107の一対のセンサ素子により動作するその他の装置、例えば近接照度一体型セン
サ装置、測距センサ装置、脈波血流センサ装置等に応用が可能である。

100・・・配線基板（近接センサ用パッケージ）
101・・・絶縁基板
102・・・主面
103・・・主面と反対側の面
104・・・第１凹部
104ａ・・・第１搭載部
105・・・第２凹部
105ａ・・・第２搭載部
106・・・発光素子
107・・・受光素子
108・・・配線導体
110・・・壁部
111・・・曲部
112・・・補助凹部
112ａ・・・補助凹部の突出する方向の仮想延長領域
113・・・段差部
114・・・外部接続導体
115・・・ボンディングワイヤ
200・・・近接センサ装置
300・・・電子モジュール
301・・・接続導体
302・・・モジュール用基板
400・・・スマートフォン
401・・・近接センサ装置用の孔

Claims (6)

1. 主面を有しており、該主面に位置しかつ発光素子が第１搭載部に搭載される第１凹部、および前記主面に位置しかつ受光素子が第２搭載部に搭載される第２凹部を有した平面視で矩形状の配線基板を含み、
   前記第１凹部が前記配線基板の対角上の一方の角部の近傍に位置しており、平面視で前記第２搭載部が方形状であり、前記第１凹部が前記第２搭載部の角部側に位置するように、前記第２凹部が前記配線基板の対角上の他方の角部の近傍に位置しており、
   平面視において、前記第１凹部と前記第２凹部との間の壁部が前記第２凹部側に向かって膨らんだ曲部を有していることを特徴とする近接センサ用パッケージ。
2. 平面視において、前記第２搭載部と前記曲部との間隔が漸次大きくなっている領域を有することを特徴とする請求項１に記載の近接センサ用パッケージ。
3. 主面を有しており、該主面に位置しかつ発光素子が第１搭載部に搭載される第１凹部、および前記主面に位置しかつ受光素子が第２搭載部に搭載される第２凹部を有した配線基板を含み、
   平面視で前記第２搭載部が方形状であり、前記第１凹部が前記第２搭載部の角部側に位置しており、
   平面視において、前記第１凹部と前記第２凹部との間の壁部が前記第２凹部側に向かって膨らんだ曲部を有し、
   平面視において、前記第２凹部が、外側に突出する補助凹部を有しており、該補助凹部の突出する方向の仮想延長領域と前記第１凹部が重ならず、
   前記補助凹部の突出する方向に垂直に交わる方向における側面透視において、前記補助凹部と前記第１凹部が重なっていることを特徴とする近接センサ用パッケージ。
4. 前記第１凹部の壁部に段差部が位置し、該段差部に位置し、発光素子が接続される配線導体を有しており、
   平面視において、前記段差部は前記第２凹部と相対する側に位置していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の近接センサ用パッケージ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の近接センサ用パッケージと、
   前記第１凹部に搭載された発光素子と、
   前記第２凹部に搭載された受光素子と、を有することを特徴とする近接センサ装置。
6. 接続導体を有するモジュール用基板と、
   複数の外部接続導体が前記接続導体に接続された請求項５に記載の近接センサ装置と、を有することを特徴とする電子モジュール。

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